Multimodale diagnose van mesenteriale ischemie

Samenvatting

Dit artikel presenteert een multimodale benadering die tot doel heeft de beperkingen van traditionele methoden te overwinnen bij het detecteren van mesenteriale ischemie en het voorkomen van darmnecrose. De gepresenteerde techniek biedt een veelbelovende oplossing door state-of-the-art echografie te combineren met geavanceerde nabij-infrarood lichttechnologieën.

Samenvatting

Vroege diagnose van mesenteriale ischemie blijft een uitdaging omdat mesenteriale ischemie zich presenteert zonder belangrijke symptomen of fysieke bevindingen, en geen laboratoriumgegevens specifiek de ischemische status van het darmweefsel aangeven voordat necrose zich ontwikkelt. Hoewel computertomografie de standaard is voor diagnostische beeldvorming, zijn er verschillende beperkingen: (1) herhaalde beoordelingen worden in verband gebracht met verhoogde blootstelling aan straling en het risico op nierbeschadiging; (2) de bevindingen van computertomografie kunnen misleidend zijn omdat necrose af en toe optreedt ondanks troebele mesenteriale slagaders; en (3) computertomografie is niet noodzakelijkerwijs beschikbaar binnen de gouden tijd van het redden van de darmen voor die patiënten in de operatiekamer of op een plaats ver van het ziekenhuis. Dit artikel beschrijft een uitdaging om dergelijke beperkingen te overwinnen met behulp van echografie en nabij-infrarood licht, inclusief klinische studies. De eerste is in staat om niet alleen morfologische en kinetische informatie van de darmen te verstrekken, maar ook perfusie van de mesenteriale vaten in realtime zonder de patiënt over te brengen of bloot te stellen aan straling. Transoesofageale echocardiografie maakt een nauwkeurige beoordeling van mesenteriale perfusie in de OK, ER of ICU mogelijk. Representatieve bevindingen van mesenteriale ischemie in zeven gevallen van aortadissectie worden gepresenteerd. Nabij-infraroodbeeldvorming met indocyaninegroen helpt bij het visualiseren van de perfusie van bloedvaten en darmweefsels, hoewel deze toepassing laparotomie vereist. Bevindingen in twee gevallen (aorta-aneurysma) worden getoond. Nabij-infraroodspectroscopie toont zuurstofschuld in het darmweefsel aan als digitale gegevens en kan een kandidaat zijn voor vroege detectie van mesenteriale ischemie zonder laparotomie. De nauwkeurigheid van deze beoordelingen is bevestigd door intraoperatieve inspecties en postoperatief beloop (prognose).

Inleiding

Acute mesenteriale ischemie kan levensbedreigend zijn, tenzij onverwijld gediagnosticeerd en behandeld ^1,2; Vroege diagnose gevolgd door herstel van de perfusie voordat overgaat tot darmnecrose, bij voorkeur binnen 4 uur, blijft echter om verschillende redenen een uitdaging: (1) mesenteriale ischemie wordt veroorzaakt via meerdere mechanismen en geassocieerd met verschillende ziekten die door verschillende specialismen worden beheerd; (2) er zijn geen symptomen, tekenen of laboratoriumgegevens die specifiek zijn voor mesenteriale ischemie; en (3) computertomografie (CT), de gouden standaard voor diagnostische beeldvorming, is misleidend omdat ischemie aanwezig kan zijn ondanks een vertroebelde superieure mesenteriale slagader (SMA)2,3,4,5.

Oorzaken van mesenteriale ischemie zijn onder meer embolie, trombose, dissectie of niet-occlusieve mesenteriale ischemie (NOMI)^3,6. Embolie wordt veroorzaakt door een cardiogene trombus bij patiënten met atriumfibrilleren, verwijde linkerventrikel of atheroma in de aorta, dat asymptomatisch is tot embolisatie. Af en toe wordt een trombus gegenereerd in de SMA of superieure mesenteriale ader. Recent is aangetoond dat COVID-19 kan leiden tot trombusvorming⁷. Bij aortadissectie sluit de intimale flap in de aorta de opening van de SMA af, of dissectie strekt zich uit tot in de SMA, en een uitgebreid vals lumen comprimeert het ware lumen. Omdat deze obstructie "dynamisch" is, treedt mesenteriale ischemie op, zelfs wanneer wordt aangetoond dat de SMA ondoorzichtig is op contrast-CT. Het is niet ongebruikelijk dat mesenteriale ischemie optreedt samen met andere kritieke aandoeningen, zoals beroerte, myocardinfarct of aortaruptuur, waardoor een snelle en nauwkeurige diagnose nodig is om prioriteit te geven aan behandeling. Bij patiënten die jarenlang bloeddialyse ondergaan, is de SMA vaak vernauwd als gevolg van verkalkingen en kan de bloedstroom kritisch worden verminderd na een hartoperatie met behulp van extracorporale circulatie of verschillende soorten stress ^8,9,10. NOMI kan worden veroorzaakt door onvoldoende zuurstoftoevoer naar de SMA als gevolg van hartfalen, hartstilstand of hypoxemie ondanks een patent SMA 11,12,13. Rekening houdend met verschillende etiologieën en patronen van voorkomen, moet niet alleen de bloedstroom in de SMA, maar ook de ischemische status in de darmwand worden beoordeeld.

Een andere reden voor een vertraagde diagnose is een gebrek aan belangrijke symptomen of fysieke bevindingen. Verdediging wordt duidelijk nadat de darm is genecrotiseerd. Hoewel verschillende laboratoriumtests, zoals C-reactief proteïne, lactaat, citrulline of intestinaal vetzuurbindend eiwit, zijn onderzocht als mogelijke indicatoren van mesenteriale ischemie ^4,14, is tot op heden niet aangetoond dat een laboratoriumtest een vroeg stadium van mesenteriale ischemie^detecteert15. Hoewel CT de standaard diagnostische beeldvormingsmodaliteit is van mesenteriale ischemie 16,17,18, kunnen er fouten zijn in de diagnose of valkuilen in de filmtechniek ^5,19, en daarom is expertise nodig voor een nauwkeurige diagnose, waardoor de patiënt mogelijk naar een andere faciliteit moet worden overgebracht. Daarnaast is CT niet beschikbaar voor patiënten op de operatiekamer (OK), spoedeisende hulp (SEH) of intensive care (ICU) die niet kunnen worden overgeplaatst naar de afdeling Radiologie. Allergieën voor contrastmiddelen, niertoxiciteit of blootstelling aan straling beperken ook CT als het eerste diagnostische onderzoek voor elke patiënt met buikpijn.

Darmischemie is ook problematisch voor plastisch en reconstructief chirurgen. Tijdens radicale chirurgie voor keelholtekanker wordt een vrije jejunale flap gebruikt om de gereseceerde keelholte te reconstrueren. Een deel van het jejunum wordt geoogst met een slagader en adersteel, die wordt geanastomoseerd naar de bloedvaten in het cervicale gebied, gevolgd door anastomose van de jejunale flap naar de keelholte en slokdarm. Om de competentie van de vasculaire anastomose te bevestigen, werd intraoperatief beeldvorming van indocyanine (ICG) uitgevoerd (sectie 3). Er zijn echter gevallen waarin de flap binnen enkele dagen na de operatie necrose ontwikkelt. Hoewel zeldzaam, kan flapnecrose dodelijk zijn, tenzij het onmiddellijk wordt gedetecteerd en behandeld. Zo zijn er verschillende pogingen ontwikkeld om jejunale ischemie te detecteren, zoals frequente echografie (VS) om de bloedstroom te bevestigen, herhaalde endoscopie om de kleur van het slijmvlies te verifiëren of het aanwijzen van een schildwachtgedeelte van het jejunum om de perfusie te controleren, die daarna wordt begraven door een aanvullende chirurgische ingreep 20,21,22; Dergelijke manoeuvres zijn echter moeilijk voor zowel patiënten als artsen. Andere modaliteiten die worden toegepast op het klinische gebruik voor het diagnosticeren van darmischemie zijn onder meer optische coherentietomografie²³, laserspikkelcontrastbeeldvorming²⁴, zijstroombeeldvorming van donkerveldbeeldvorming²⁵ en invallende donkerveldbeeldvorming²⁶. Deze veelbelovende modaliteiten zullen naar verwachting op grote schaal beschikbaar komen door verdere ontwikkeling.

Gezien de aard van mesenteriale ischemie, die verschillende velden in verschillende situaties treft, is het belangrijk om meerdere maatregelen te hebben om het te detecteren. Dit artikel stelt twee mogelijke kandidaten voor dit doel voor, Amerikaans en nabij-infrarood licht en presenteert de representatieve bevindingen.

Protocol

Een klinisch onderzoek van ICG-beeldvorming werd uitgevoerd met goedkeuring van de ethische commissie van de Kochi Medical School met geïnformeerde toestemming van elke patiënt. In totaal werden 25 patiënten geïncludeerd, die tussen 2011 en 2016 reconstructieve chirurgie ondergingen met behulp van gratis jejunaal transplantaat na resectie van kanker van de keelholte of cervicale slokdarm. Wat de VS betreft, zijn de video-opnamen die tussen 2000 en 2018 in de klinische praktijk zijn verkregen, beoordeeld. Hiervan is afgezien van ethische goedkeuring, aldus de institutionele ethische toetsingscommissie.

1. Transoesofageale echocardiografie (TEE)

NOTITIE: TEE, waarvoor het inbrengen van een slokdarmsonde nodig is, is geschikt voor het stellen van een diagnose of monitoring in de OK of ICU waar geen CT-beoordeling beschikbaar is. TEE geeft morfologische en kinetische informatie, evenals de perfusiestatus van de darm^27,28. Hoewel het expertise vereist in het visualiseren van de SMA, is het niet zo moeilijk voor ervaren hart- en thoracale aorta-onderzoekers. De SMA kan worden gevisualiseerd met de TEE-sonde (zie Tabel met materialen) die in de maag wordt geschoven en de transducer naar achteren gericht (Figuur 1A).

1. Visualiseer de dalende aorta op de korte as (scanvlak 0°) en schuif vervolgens de sonde in de maag met het beeld van de aorta in beeld door de sonde tegen de klok in te draaien met een lichte anteflexie van de sondepunt om de transducer in contact te houden met de slokdarmwand.
2. Als het beeld van de aorta naar beneden beweegt, buig dan de punt van de sonde verder (Figuur 1B).
3. Gebruik de kleurendopplermodus om de identificatie van viscerale vertakkingen door middel van een stroomsignaal te vergemakkelijken en zorg ervoor dat de opening van de coeliakie-slagader verschijnt op de 12-uurspositie van de abdominale aorta (Figuur 1C). Het verdeelt zich in twee of drie slagaders binnen enkele centimeters van de opening.
4. Schuif de sonde een centimeter verder naar voren zodat de SMA op de 12-2 uur-positie verschijnt.
   NOTITIE: Een linkse buiging van de sondepunt is handig om het beeld te draaien en de SMA op 12 uur weer te geven.
5. Zorg ervoor dat het distale deel van de SMA zich tussen de alvleesklier (miltaader) en de abdominale aorta bevindt, waar de linker nierader achter de SMA kruist.
6. Draai het scanvlak tot 90° om de lange asweergave van de aorta en viscerale takken te visualiseren. Het distale deel van de SMA kan gemakkelijker worden beoordeeld (figuur 1D).
   OPMERKING: Figuur 1C,D toont de TEE-bevindingen in een cardiovasculair chirurgisch geval zonder mesenteriale ischemie.

2. Abdominale VS

OPMERKING: Deze modaliteit is geschikt voor het vermoeden of uitsluiten van mesenteriale ischemie bij meerdere patiënten met buikpijn, samen met lichamelijk onderzoek. Het wordt gebruikt voor het beoordelen van de morfologie en kinetiek van de darm en de bloedstroom in de SMA. Figuur 2A toont de plaats van de sonde (zie Tabel met materialen) voor elk doel.

1. Gebruik een convexe of sectorsonde met een frequentiebereik van 2 tot 5 MHz om visualisatie en bovenliggende beoordeling van de darm via de buikwand met voldoende resolutie en gevoeligheid te vergemakkelijken.
   NOTITIE: Gebruik een transducer met een frequentiebereik tussen 2.5 en 5 MHz voor het visualiseren van de darmen in de buik met de versterkingsinstelling maximaal zonder achtergrondgeluid te genereren.
2. Plaats de sonde op de buikwand rond de navel om de darm te visualiseren (Figuur 2B). Zoek een akoestisch venster (gele pijl) tussen het darmgas (blauwe stippellijn).
3. Controleer de grootte en peristaltische beweging van de darm, slijmvliesoedeem of de aanwezigheid van ascites eromheen. Dit laatste geeft aan dat er intestinale necrose plaatsvindt.
4. Voor het beoordelen van de SMA-stroom werd de sonde verticaal boven het navelniveau geplaatst. Zoek de SMA, die voortkomt uit de abdominale aorta en caudaal binnen enkele centimeters richt (Figuur 2C).
   OPMERKING: De bevindingen in de VS in figuur 2B,C werden geregistreerd bij gezonde personen.

3. ICG-beeldvorming

OPMERKING: Deze modaliteit is geschikt voor het beoordelen van de perfusie van de weefsels op chirurgisch gebied.

1. Bereid het ICG-beeldvormingssysteem voor volgens de instructies van de fabrikant (zie Materiaaltabel).
2. Injecteer in totaal 2,5 mg ICG (zie materiaaltabel) opgelost in 10 ml gedestilleerd water (0,25 mg/ml) in de centrale veneuze lijn, gevolgd door spoelen met 10 ml zoutoplossing (figuur 3A).
3. Visualiseer de geperfuseerde ICG in de mesenteriale slagader en vervolgens in het getoonde darmweefsel (Figuur 3B). Het verschijnt meestal ongeveer 10 tot 20 seconden na injectie.
   OPMERKING: De ICG-beeldvormingsbevindingen in figuur 3B werden geregistreerd in een reconstructiegeval met een gratis jejunaal transplantaat dat was ingeschreven in het bovenstaande onderzoek.

4. Nabij-infraroodspectroscopie (NIRS)

OPMERKING: Om het probleem bij plastische en reconstructieve chirurgie op te lossen (zoals vermeld in de inleiding), stelde deze studie het gebruik van het NIRS-systeem voor, dat is gebruikt bij cardiovasculaire chirurgie²⁹; validatie om te bevestigen dat rSO₂ de ischemische status van het jejunum weerspiegelt, was echter nodig. Toen de jejunale flap werd geoogst, werd een NIRS-sensor op het jejunum geplaatst en werden veranderingen in rSO₂ gevolgd wanneer de slagader en ader werden vastgeklemd en de perfusie werd hervat na reconstructie. Bovendien werden rSO_{2-veranderingen} waargenomen gedurende 3 dagen postoperatief met de NIRS-sensor op de huid van de nek. De aanbevolen procedures voor het beoordelen van de rSO₂ van de darm direct in het chirurgische veld worden hier beschreven.

1. Bereid het NIRS-systeem voor volgens de instructies van de fabrikant (zie Materiaaltabel) (Figuur 4A).
2. Gebruik een geschikte sensor voor het meten van de rSO₂ van het weefsel op basis van de diepte van het te beoordelen doelgebied (figuur 4B). Plaats de sensor er direct op met lichtcontact om niet te veel te drukken.
   OPMERKING: In dit onderzoek werd een sensor gebruikt met een afstand tussen de zender en de ontvanger van 2 cm.
3. Controleer de rSO_2-waarde die op het display wordt weergegeven, die elke 5 s wordt bijgewerkt (Figuur 4B).

Resultaten

TEE
Er waren twee soorten bevindingen: (1) "taktype" met een echt gecomprimeerd lumen in de SMA door een verlengd vals lumen zonder bloedstroom, en (2) "aortatype" met de intimale flap bij de opening van de SMA en gebrek aan bloedstroom in de SMA (Figuur 5A). De representatieve TEE-bevindingen van drie gevallen met darmnecrose veroorzaakt door acute aortadissectie worden getoond. In één geval van het eerste type was het werkelijke lumen in de SMA sterk gecomprimeerd (

Discussie

Mesenteriale ischemie blijft een onopgelost probleem buiten het klinische veld. Om zo'n veelvoorkomend probleem op te lossen, kan een vergelijkbare pathologie in andere organen nuttig zijn om een hint te nemen. Het concept van "ischemische cascade" werd voorgesteld voor acuut myocardinfarct³², en regionale wandbewegingsafwijkingen (hypokinese, akinesis en dyskinese) die zich in het vroege stadium van de cascade bevinden, zijn gebruikt als een indicator van een myocardinfarct in plaats van coronair...

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
HyperEye Medical System	Mizuho Ikakogyo Co., Ltd.		ICG-beeldvormingssysteem gebruikt in figuur 3
Indocyanine groen	Daiichi Sankyo Co., Ltd.		ICG gebruikt voor ICG-beeldvorming in figuur 3
TEE-systeem	Philips Electronics	iE33	TEE-systeem gebruikt in figuur 5
TOS-96, TOS-OR	TOSTEC Co.		NIRS-systeem gebruikt in figuur 4
Ultrasonografisch systeem	Hitachi, Co.	EUB-555, EUP-ES322	echo-systeem gebruikt in figuur 1
Ultrasonografisch systeem	Aloka Co.	SSD 5500	echo-systeem gebruikt in figuur 2
Vscan	GE Healthcare Co.		Palmgrote echo gebruikt in figuur 2